Kurš ir zinošs? Mēs vai telpa-laiks?
Metafizika? Daudzi zinātnieki baidās, ka hipotēzes par prāta un atmiņas kvantu dabu pieder pie šīs labi zināmās nezinātniskās jomas. No otras puses, kas, ja ne zinātne, ir fiziska, kaut arī kvantu, apziņas pamata meklēšana, nevis pārdabisku skaidrojumu meklēšana?
1. Mikrocaurules – vizualizācija
Citējot no New Scientist decembra numura, Arizonas anesteziologs Stjuarts Hamerofs gadiem ilgi ir teicis, ka mikrotubulas - šķiedrainas struktūras ar diametru 20-27 nm, kas veidojas tubulīna proteīna polimerizācijas rezultātā un darbojas kā citoskelets, kas veido šūnu, ieskaitot nervu šūnu (1) - pastāv Kvantu "superpozīcijas"kas ļauj tiem vienlaikus būt divas dažādas formas. Katra no šīm formām ir saistīta ar noteiktu informācijas daudzumu, olektis, šajā gadījumā glabājot divreiz vairāk datu, nekā tas varētu šķist no šīs sistēmas klasiskās izpratnes. Ja tam pievienojam fenomenu kubitu sapīšanās, t.i., daļiņu mijiedarbība, kas neatrodas tiešā tuvumā, liecina Smadzeņu kā kvantu datora funkcionēšanas modelisaprakstījis slavenais fiziķis Rodžers Penrouzs. Ar viņu sadarbojās arī Hamerofs, tādējādi izskaidrojot smadzeņu neparasto ātrumu, elastību un daudzpusību.
2. Stjuarts Hamerofs un Rodžers Penrouzs
Planka mērījumu pasaule
Pēc kvantu prāta teorijas piekritēju domām, apziņas problēma ir saistīta ar telpas-laika struktūru Planka skalā. Pirmo reizi uz to savos darbos 90. gadsimta sākumā norādīja iepriekš minētie zinātnieki - Penrouzs un Hamerofs (2). Pēc viņu domām, ja gribam pieņemt apziņas kvantu teoriju, tad jāizvēlas telpa, kurā notiek kvantu procesi. Tās var būt smadzenes – no kvantu teorijas viedokļa četrdimensiju telpa-laiks, kam ir sava iekšējā struktūra neiedomājami mazā mērogā, apmēram 10-35 metri. (Plāna garums). Šādos attālumos telpa-laiks atgādina sūkli, kura burbuļiem ir tilpums
10-105 m3 (atoms telpiski sastāv no gandrīz simtprocentīga kvantu vakuuma). Saskaņā ar mūsdienu zināšanām šāds vakuums garantē atomu stabilitāti. Ja arī apziņa balstās uz kvantu vakuumu, tā var ietekmēt matērijas īpašības.
Mikrotubulu klātbūtne Penrose-Hameroff hipotēzē lokāli maina telpas laiku. Viņa "zina", ka mēs esam, un var mūs ietekmēt, mainot kvantu stāvokļus mikrotubulās. No tā var izdarīt eksotiskus secinājumus. Piemēram, tāda, ka visas matērijas struktūras izmaiņas mūsu laiktelpas daļā, ko rada apziņa, bez jebkādas kavēšanās laikā, teorētiski var reģistrēt jebkurā laiktelpas daļā, piemēram, citā galaktikā.
Hamerofs parādās daudzās preses intervijās. panpsihisma teorijabalstoties uz pieņēmumu, ka visā ap jums ir noteikta veida apziņa. Šis ir vecs skats, ko XNUMX. gadsimtā atjaunoja Spinoza. Vēl viens atvasināts jēdziens ir panprotopsihisms – iepazīstināja filozofs Deivids Čalmerss. Viņš to izdomāja kā nosaukumu jēdzienam, ka pastāv "neviennozīmīga" būtne, kas potenciāli apzinās, bet kļūst patiesi apzināta tikai tad, kad tā tiek aktivizēta vai sadalīta. Piemēram, kad smadzenes aktivizē vai piekļūst protoapziņas entītijas, tās kļūst apzinātas un bagātina nervu procesus ar pieredzi. Pēc Hamerofa domām, panprotopsihiskās entītijas kādu dienu var raksturot ar Visuma fundamentālo fiziku (3).
Mazi un lieli sabrukumi
Savukārt Rodžers Penrouzs, balstoties uz Kurta Gēdela teoriju, pierāda, ka dažas darbības, ko veic prāts, ir neaprēķināmas. Norāda, ka jūs nevarat izskaidrot cilvēka domu algoritmiski, un, lai izskaidrotu šo nesaskaitāmību, jums ir jāskatās uz kvantu viļņu funkcijas un kvantu gravitācijas sabrukumu. Pirms dažiem gadiem Penrouzs domāja, vai varētu būt lādētu vai izlādētu neironu kvantu superpozīcija. Viņš domāja, ka neirons varētu būt līdzvērtīgs kvantu datoram smadzenēs. Biti klasiskajā datorā vienmēr ir "ieslēgti" vai "izslēgti", "nulle" vai "viens". No otras puses, kvantu datori strādā ar kubitiem, kas vienlaikus var būt "nulles" un "viens" superpozīcijā.
Penrouzs tam tic masa ir līdzvērtīga telpas laika izliekumam. Pietiek iztēloties telpu-laiku vienkāršotā formā kā divdimensiju papīra loksni. Visas trīs telpiskās dimensijas ir saspiestas uz x ass, bet laiks ir attēlots uz y ass. Masa vienā pozīcijā ir vienā virzienā izliekta lapa, bet masa citā pozīcijā ir izliekta otrā virzienā. Lieta ir tāda, ka masa, pozīcija vai stāvoklis atbilst noteiktam izliekumam telpas-laika fundamentālajā ģeometrijā, kas raksturo Visumu ļoti mazā mērogā. Tādējādi kāda masa superpozīcijā nozīmē izliekumu divos vai vairākos virzienos vienlaikus, kas ir līdzvērtīgs burbulim, izliekumam vai atdalīšanai telpas un laika ģeometrijā. Saskaņā ar daudzu pasaules teoriju, kad tas notiek, var rasties pilnīgi jauns Visums — telpas-laika lapas atšķiras un izvēršas atsevišķi.
Penrouzs zināmā mērā piekrīt šim redzējumam. Taču viņš ir pārliecināts, ka burbulis ir nestabils, proti, sabrūk vienā vai citā pasaulē pēc noteikta laika, kas ir kaut kādā saistībā ar atdalīšanās mērogu vai burbuļa laiktelpas lielumu. Tāpēc nevajag pieņemt daudzas pasaules, bet tikai nelielas platības, kurās mūsu Visums ir saplēsts. Izmantojot nenoteiktības principu, fiziķis atklāja, ka liela atdalīšana ātri sabruks, bet maza - lēni. Tātad maza molekula, piemēram, atoms, var palikt superpozīcijā ļoti ilgu laiku, piemēram, 10 miljonus gadu. Bet liela būtne, piemēram, vienu kilogramu smags kaķis, superpozīcijā var noturēties tikai 10–37 sekundes, tāpēc mēs ne pārāk bieži redzam kaķus superpozīcijā.
Mēs zinām, ka smadzeņu procesi ilgst no desmitiem līdz simtiem milisekundēm. Piemēram, ar svārstībām ar frekvenci 40 Hz to ilgums, t.i., intervāls, ir 25 milisekundes. Alfa ritms elektroencefalogrammā ir 100 milisekundes. Šai laika skalai ir nepieciešami masas nanogrami superpozīcijā. Superpozīcijā esošu mikrotubulu gadījumā būtu nepieciešami 120 miljardi tubulīnu, t.i., to skaits ir 20 XNUMX. neironiem, kas ir atbilstošs neironu skaits psihiskiem notikumiem.
Zinātnieki apraksta, kas hipotētiski varētu notikt apzināta notikuma laikā. Kvantu skaitļošana notiek tubulīnos un noved pie sabrukšanas saskaņā ar Roger Penrose redukcijas modeli. Katrs sabrukums veido pamatu jaunam tubulīna konfigurāciju modelim, kas savukārt nosaka, kā tubulīni kontrolē šūnu funkcijas sinapsēs utt. Taču jebkurš šāda veida sabrukums arī pārkārto telpas-laika fundamentālo ģeometriju un paver piekļuvi vai aktivizēšanu. šajā līmenī iegultās entītijas.
Penrouzs un Hamerofs nosauca savu modeli sastādīts objektīvs samazinājums (Orch-OR-), jo pastāv atgriezeniskās saites cilpa starp bioloģiju un kvantu svārstību "harmoniju" vai "kompozīciju". Pēc viņu domām, pastāv alternatīvas izolācijas un saziņas fāzes, ko nosaka želejas stāvokļi citoplazmā, kas ieskauj mikrotubulus, kas notiek aptuveni ik pēc 25 milisekundēm. Šo "apzināto notikumu" secība noved pie mūsu apziņas plūsmas veidošanās. Mēs to piedzīvojam kā nepārtrauktību, tāpat kā filma šķiet nepārtraukta, lai gan tā paliek atsevišķu kadru virkne.
Vai varbūt pat zemāk
Tomēr fiziķi bija skeptiski noskaņoti pret kvantu smadzeņu hipotēzēm. Pat laboratorijas kriogēnos apstākļos kvantu stāvokļu saskaņotības saglabāšana ilgāk par sekundes daļām ir liela problēma. Kā ar siltiem un mitriem smadzeņu audiem?
Hamerofs uzskata, ka, lai izvairītos no nesaskaņas vides ietekmes dēļ, kvantu superpozīcijai jāpaliek izolētai. Šķiet vairāk iespējams, ka varētu notikt izolācija šūnas iekšpusē citoplazmākur, piemēram, jau minētā želeja ap mikrotubulām var tās pasargāt. Turklāt mikrotubulas ir daudz mazākas par neironiem un ir strukturāli savienotas kā kristāls. Lieluma skala ir svarīga, jo tiek pieņemts, ka neliela daļiņa, piemēram, elektrons, var atrasties divās vietās vienlaikus. Jo lielāks kaut kas kļūst, jo grūtāk laboratorijā ir panākt, lai tas darbotos divās vietās vienlaikus.
Tomēr saskaņā ar Metjū Fišeru no Kalifornijas Universitātes Santabarbarā, kas citēts tajā pašā decembra New Scientist rakstā, mums ir iespēja atrisināt saskaņotības problēmu tikai tad, ja mēs nolaižamies līdz līmenim. atomu griezieni. Jo īpaši tas nozīmē griešanos fosfora atomu kodolos, kas atrodami smadzeņu darbībai svarīgu ķīmisko savienojumu molekulās. Fišers identificēja noteiktas ķīmiskas reakcijas smadzenēs, kas teorētiski rada fosfātu jonus sapinušies stāvokļos. Pats Rodžers Penrouzs uzskatīja, ka šie novērojumi ir daudzsološi, lai gan viņš joprojām atbalsta mikrotubulu hipotēzi.
4. Mākslīgais intelekts – redze
Hipotēzēm par apziņas kvantu pamatu ir interesanta ietekme uz mākslīgā intelekta attīstības perspektīvām. Pēc viņu domām, mums nav izredžu izveidot patiesi apzinātu AI (4), kura pamatā ir klasiskā, silīcija un tranzistoru tehnoloģija. Tikai kvantu datori – ne pašreizējā vai pat nākamā paaudze – pavērs ceļu uz “īstām” jeb apzinātām sintētiskām smadzenēm.
